¿A dónde vuelve la corriente de la fuente de alimentación?

El flujo de corriente primario es del componente al conector. Una corriente secundaria (generalmente más pequeña) fluye desde el suelo del 7805 al conector. Esta corriente secundaria es la corriente dibujada por el 7805 en funcionamiento, y se puede encontrar en la hoja de datos. (Y, como comentario, un 7805 no es idea de un LDO, que significa Low Drop Out, la diferencia mínima de voltaje entre la entrada y la salida).

En este nivel de rendimiento, no hay necesidad de preocuparse por los efectos de las corrientes de tierra, aunque si alguna vez llega a manejar amperios o decenas de amperios, o mezclar la lógica de alta velocidad con funciones analógicas sensibles, controlar el retorno Los caminos de las corrientes de tierra pueden llegar a ser muy importantes.

Pueden ocurrir dos errores en el voltaje de salida.

• error de CC simplemente I * R donde R es la resistencia de la ruta de LDO a cargar.
• Error transitorio de CA donde la inductancia de la ruta afecta el ruido pico V = LdI / dt con 100nH / m aproximadamente para cables o pistas delgadas. Las pistas tienen una resistencia conocida de mOhm / cm y nH? Cm, pero a menudo se descuidan para pistas de 2 ~ 3 mm para longitudes de trayectoria de 30 mm para cargas de 1A. Las calculadoras en línea ayudan en estos cálculos.
• Si tiene pistas gruesas o un plano de tierra, o vierte cobre, a menudo uno puede ignorar estos cálculos complejos.

detalles

Para comprender completamente el ruido de CC, uno debe comprender la inductancia de la ruta del cable de tierra / retorno y la velocidad de giro de la carga, por ejemplo. ESR y capacitancia conmutada de CMOS o retroceso L / R inductivo, etc. Esto exige que las tapas de desacoplamiento se coloquen cerca de la carga o en un cct pequeño. cerca de la fuente.

• solo se puede medir como ruido usando una sonda sin conexión a tierra y solo con la punta retirada usando el pin y el barril de una sonda calibrada de 200MHz o CA acoplada a un cable coaxial y un alcance acoplados de 50 Ohm AC. (o pref. R relación a 50 Ohm terminada coaxial.

• Todos los LDO también tienen una salida resistente, no definida como tal, pero igual a la inversa de "Error de regulación de carga", p. ej. si Vout cae 50mV @ 1A, entonces para 5V tiene un error de regulación de carga de 50mV / 5V * 100% = 1% y una salida de ESR de 50mV / A = 50 mOhm que puede ser (hipotéticamente) la resistencia de, digamos, un retorno mal diseñado rastrear y, por tanto, duplicar el error de regulación de carga.

detalles técnicos pegajosos

• Dado que un LDO a menudo se diseña con Op AMps con BW limitado, su corrección transitoria se reduce a nada para las velocidades de giro limitadas por la salida del controlador. Aunque los LDO de salida MOSFET tienen un ESR (RdsOn) mucho menor que los tipos BJT, lo bueno es un Vin-Vout de caída de voltaje mucho menor pero con tapas de desacoplamiento en la salida, reduce la retroalimentación y no puede causar retroalimentación a una frecuencia muy alta, por lo tanto Se prefieren LDO basados en ultra bajos, pero tienen especificaciones para un rango limitado de e-Cap ESR por razones de estabilidad. Desea una ESR baja pero no una ESR ultra ultra baja dentro del bucle de retroalimentación y puede requerir una serie L para desacoplarse para mejorar el error de carga transitoria.

Se utilizarán todos los caminos posibles en el retorno, proporcional a la conductancia del camino. Incluso alrededor del borde de la PCB, ciertamente una ruta válida, podrá detectar el flujo actual de retorno .

Su tarea es tolerar esos muchos caminos de la corriente. Un enfoque es el enfoque de "batería local", donde se filtra en gran medida la carga, por lo que las diferentes corrientes de ruta son casi de CC.

He usado el enfoque de "batería local" desde que era niño, cuando mis amplificadores de audio de = 100,000X de ganancia oscilarían A MENOS QUE presté mucha atención a mantener la etapa de salida (tal vez 10 milivatios en un altavoz a través del transformador) desde la retroalimentación a la etapa de entrada, con esa retroalimentación ocurriendo en la impedancia común de la batería. Resulta que necesitaba varias tapas de 5,000uF y resistencias de 100_ohm para filtrar la alimentación a la etapa de entrada, por lo que la salida 10mW no alteraría la entrada de la etapa bipolar de emisor común (rechazo de la fuente de alimentación ZERO).